Question

【题目】如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究“加速度与力的关系”的实验装置，他将光电门固定在导轨上的B点，砝码盘通过细线与滑块相连，滑块上固定一遮光条并放有若干金属片，实验中每次滑块都从导轨上的同一位置W由静止释放。

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d(沿滑块运动方向的长度）如图乙所示，则d=_____mm，若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的速度v=_____(用所测物理量的符号表示)。

(2)若滑块（含遮光条和金属片）质量为M，砝码及砝码盘的质量为m，且m远小于M则滑块所受绳子的拉力F可表示为____(已知重力加速度为g)。

（3）实验过程中：

①用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x；

②滑块从A点静止释放（己知砝码落地前挡光片已通过光电门)；

③改变光电门的位置，滑块每次都从A点静止释放，测量相应的x值并读出t值；

④设滑块运动时的加速度为a，根据实验测得的数据以x为横坐标，为纵坐标，在坐标纸中作出图线如图丙所示，则斜率用k =________ (用a、d表示)；由此可求得滑块的加速度a=____m/s2((计算结果保留两位有效数字）。

（4）通过对比F与Ma关系验证牛顿第一定律

Answer 1

【答案】6.60mm d/t mg 0.55-0.60

【解析】

第一空.游标卡尺的示数由主尺与游标尺的读数的和，所以遮光片的宽度d=6mm+12×0.05mm=6.60mm；

第二空.遮光片通过光电门的速度；

第三空.由牛顿第二定律，对整体加速度为： ；对滑块，拉力为：；所以当m＜＜M时，F=mg；
第四空.根据运动学公式有：v2=2ax，而，所以有：，图象的斜率k=；第五空.再从图象可求得斜率为：

所以加速度为：